大气环境自动监测网络建设研究

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摘要:为全面掌握田东县环境质量状况、提升田东县大气环境自动监测能力及水平、实现区域环境精准监测、改善区域环境质量，结合田东县的大气环境质量监测现状，在田东县主城区重点污染源及工业区开展大气网格化自动监测网络建设，实现全面化、精细化、智能化环境在线监测，全面提升区域环境精细化污染监测水平。

关键词:大气环境；自动监测网络；布点方案；点位类型

1田东县大气环境监测现状及问题

1．1自动监测起步晚、监测手段落后。田东县位于广西西部，地处右江河谷腹部，建成区面积13．28km2，常住人口13．4万人。田东县目前仅有1个环境空气自动监测站，即田东县一中。该监测站于2017年8月开始建设，同年12月通过验收，并于2018年1月1日起正式投入运行，是广西壮族自治区、百色市对田东县环境空气质量的考核点位，可实现PM2．5、PM10、SO2、NO2、O3、CO等主要污染物指标24h在线监控。目前县城自动监测点位少，监测数据获取的时效性差，无法快速获取县城主要污染区域，不利于大气环境质量监管。1．2空气质量考核任务重、压力大。2019年田东县一中监测数据显示，全年田东县空气质量优良天数为352d，优良率达97．2％。其中，PM2．5浓度为37μg／m3，PM10浓度为57μg／m3，（上级下达改善目标值：PM2．5浓度为33μg／m3，PM10浓度为56μg／m3），SO2浓度为16．5μg／m3，NO2浓度为20．4μg／m3，O3－8h浓度为96．0μg／m3，CO浓度为1．0mg／m3。根据《关于印发〈百色市2020年度大气污染防治攻坚实施计划〉的通知》（百环委办发〔2020〕29号）［1］要求，2020年田东县PM10、PM2．5浓度改善值分别为54μg／m3、35μg／m3。截至2020年6月24日，PM10、PM2．5浓度分别为46μg／m3、33μg／m3。由2019年田东县一中颗粒物浓度逐月变化可知（见图1），颗粒物浓度夏季最低、冬季最高，浓度较高的月份主要集中在1—4月，浓度较低的月份集中在5—9月，高浓度月份PM2．5、PM10的平均浓度均为低浓度月份的2倍。从全年变化趋势来看，2020年PM2．5浓度达标依然存在压力。1．3工业企业多、污染监管难度大。广西田东石化工业园区成立于2007年，按“一区三园”的空间格局规划发展循环经济产业链，包括田东石化工业园、东海工业园和思林工业园三个园区，总规划面积约18．929km2，重点以氯碱化工、氟硅化工、石油化工和农林生态循环为四大核心产业，并积极培育发展新型建材和医药化工两大新兴产业，已成为自治区A类产业园区和自治区重点产业园区。目前，入园企业已超过40家，重点企业项目有田东锦盛化工的氯碱化工系列项目、田东锦鑫化工的氧化铝项目、田东石化总厂的炼油配套项目等，此外还包括发电厂、橡胶加工、电子产品制造、制浆及造纸行业等。工业园区内有大量废气排放，仅约6家国家重点监控企业已安装废气脱硫脱硝设施，其他企业的废气未经处理直接排入大气，加之工业园区内的监测点位稀少，且更未开展工业VOCs排放监测，导致当地VOCs排放控制一直处于“底数不清、无人监管”的状态，环保部门也无法掌握工业园整体环境空气质量状况，为园区污染企业管控、园区环境质量提升带来了巨大挑战。1．4污染传输影响大、缺乏有效监测。田东县地势南北高，中间低，地形起伏较大，县城主城区位于平马镇，地处右江河谷。田东县气象资料显示，全县全年风向以偏东风为主，城区位于林逢镇、思林镇的下风向，城区环境空气极易受到外来污染传输影响。据现场调研了解，目前思林镇、林逢镇尚未开展环境空气监测工作，无法获知两个镇的环境空气质量水平，并且两个镇同处在324国道沿线上，来往的货车较多，道路泥泞，扬尘较大，目前对于县城城区传输通道上环境空气的监测与监管还不到位。

2大气环境自动监测网络建设的必要性

2．1落实国家生态环境监测建设的需要。近年来，国家、自治区相继出台了《生态环境监测网络建设方案》《广西生态环境监测网络建设工作方案》等文件，明确了生态环境监测网络的建设要求及目标，以此提升监测的科学性及权威性，提高环境管理水平。环境空气自动监测站对大气环境中的主要污染物质进行定期或连续的监测，判断大气质量是否符合国家制定的大气质量标准，做到全程监测空气质量尤为重要［2］。为积极响应国家、自治区的要求，必须要加快田东县大气环境监测网络建设，弥补现有监测覆盖不全、自动化程度不高的缺陷，依托大气网格化监测建设，发挥监测技术在污染防治中的引领作用，提高大气环境监测自动化、智能化水平，实现环境监测与监管有效联动。2．2达到环境质量目标的必由之路。2020年6月，《百色市2020年度大气污染防治攻坚实施计划》印发，提出2020年田东县PM2．5、PM10分别达到35μg／m3、54μg／m3的目标计划。鉴于田东县大气环境污染现状，面对环境质量提升的一系列考核任务，形势依然严峻。为了更深入地摸清田东县大气环境污染特征，迫切需要在现行环境监测体制下，进一步完善和提高自动化监测能力，掌握并预测全县环境质量变化趋势，积极探索污染防治管理措施，为实现环境质量持续提升、按时完成各项考核目标提供科学依据及技术支撑。2．3提高大气环境治理能力现代化的必然要求。新形势、新时期下，环境管理工作需要将环境监测与环境污染治理、环境预测与应急，以及环境联防联治结合，推动环保工作“用数据说话、用数据管理、用数据决策、用数据服务”，避免盲目决策。因此，需要在大气环境监测网建设的基础上，进一步整合环保监测数据资源，指导田东县识别重点环境污染问题来源，协助环境管理者“对症下药”，为实施环境质量精细化管理提供基础数据支持，为环境污染防治提供支撑，为探索环境质量考核评价体系开创道路，打开环境管理工作新局面。

3大气环境自动监测网络布点方案

3．1布点原则。3．1．1科学性。环境空气质量网格化监测系统各网格应考虑布点区域自然地理、气象等综合环境因素，以及城市建设、工业布局、人口分布等社会经济特点，在布局上应反映区域主要功能区和主要大气污染源的污染现状及变化趋势。3．1．2完整性。网格化监测网络应在区域内合理布设各类功能性监控点位，能够反映污染物浓度较高区域的空气质量变化情况，满足区域环境空气监测的需求，客观评价重点污染区域的空气质量。3．1．3代表性。基础网格布点应该具有代表性，能客观反映一定空间范围内的环境空气质量水平和变化规律，客观评价区域环境空气状况和污染源对环境空气质量的影响。3．1．4可比性。同类型监控点位设置环境条件应尽可能一致，使各个监控点获取的数据具有可比性。3．1．5动态性。监测网络应结合城市建设规划、能源结构调整、区域空气质量变化等综合因素，确定重点评价区域，及时合理、科学有效地调整热点网络的点位布设［3］。3．2选址依据。监测点位布设参照《环境空气质量监测点位布设技术规范（试行）》（HJ664—2013）［4］、《大气PM2．5网格化监测点位布设技术指南（试行）》（环办监测函〔2017〕2027号）［3］的要求，并结合田东县大气污染源分布及实际监控需求，合理布设监测点位，以满足大气环境全方位监测的要求。监测点位置的确定应首先进行周密的现场环境调查研究，点位应符合相关技术规范。监测点的位置一经确定后应能长期使用，以保证监测资料的连续性和可比性。在监测点周围不能有高大建筑物，树木或者其他障碍物会阻碍环境空气流通，因此从监测点到附近最高障碍物之间的水平距离至少是该障碍物高出采样口垂直距离的2倍以上。监测设备周围水平面应保证270°以上的捕集空间，如果监测设备一边靠近建筑物，周围水平面应有180°以上的自由空间范围内环境空气流动应不受任何影响。布设点离地面高度应在3～5m范围内，在保证监测点具有空间代表性的前提下，若监测点位周围半径300～500m范围内，建筑物的平均高度在25m以上，无法满足高度要求时，安装高度可以在20～30m范围内选取。在建筑物上安装监测设备时，设备采样口距离建筑物墙壁、屋顶等支撑物表面应大于0．5m，如果支撑物表面有实体围栏，监测点应高于实体围栏至少0．5m以上。当设置多个采样器平行采样时，为防止其他采样器干扰颗粒物的样品采集，颗粒物采样口与其他采样口之间的水平距离应大于0．5m。监测点位应处于相对安全和防火措施有保障的地方，设备安装固定位置处应具有防雷和防电磁干扰的设施，以免监测数据受电磁干扰。污染监控点应设在热点网格内能对大气质量产生明显影响的固定污染源周边，如工厂、工地等周边。针对道路的污染监控点，仪器离地面的高度应该在2～5m范围内，水平上与道路的距离应该小于10m。3．3布点方案。3．3．1田东县大气环境监测网络整体布点。为达到区域大气污染防治精细化管理的目的，根据田东县实际的污染排放企业分布和实际监测管理需要，合理进行网格化布点，出具田东县大气网格化监测布点方案。全县预计共布设23个大气监测点位，县城内布点以田东县一中周边半径3km为研究范围，选取县城内主要污染来源如道路扬尘、建筑工地扬尘、餐饮等污染较集中的区域，点位类型为区域评价监控点5个、建筑工地监控点4个、道路交通监控点5个；县城区外布点主要考虑到石化、东海、思林工业区污染，以及县城上风向处思林镇、林逢镇和下风向的祥周镇的传输通道污染，分别布设区域传输监控点3个、工业区监控点3个，VOCs监控点3个。点位信息如表1所示。3．3．2区域评价监控点。城区区域评价监控点主要用于监测评价点及其周边环境空气状况，是了解区域范围内整体空气污染水平的监测手段。鉴于田东县空气自动监测站分布及自动化监测水平不高的现状，本项目拟在原有自动监测站点位增设5个环境空气微型监测站，用于全面评价县区整体环境质量状况。3．3．3道路交通监控点。道路交通监控点主要用于监测道路机动车尾气及道路扬尘对田东县内污染物排放的影响。根据田东县目前的道路交通情况，G324、锦江大道等大型道路砂石泥土较多，且柴油货车来往频繁，道路扬尘排放及机动车尾气污染较为严重。为掌握重要交通道路环境空气质量情况，进而采取有针对性的防治措施，交通监控点选取以G324、锦江大道、东宁路等交通主干道上的大型交叉路口为主，同时在横山大道、幸福新城等大型工地外道路扬尘较为严重的主干道，以及城区内车流量较大、较为拥堵的路段选取监控点位，共布设道路交通监控点位5个。3．3．4建筑工地监控点。建筑工地监控点主要用于监测在建工地周边环境情况，主要涉及由于施工引起的施工扬尘、道路扬尘及裸土扬尘。目前，田东县内恩隆大道、G324、金芒大道一带聚集了较多大型在建工地，这些工地周边有散乱裸土，未采取洒水、覆网等扬尘防治措施，工地周边道路有较多泥头车、货车来往，道路扬尘较为严重，因此选取恩隆大道、体育馆、金芒大道、幸福新城这4个大型工地为建筑工地监控点。3．3．5区域传输监控点。传输通道监控点主要用于监测研究区域外来污染源对本地环境空气质量的影响，掌握辖区大气污染传输路径及规律，探索大气污染防治措施。目前位于上风向的林逢镇和思林镇以及下风向的祥周镇的空气质量水平、对田东整体环境空气的影响尚不明确，因此，为进一步明确田东县大气污染传输规律，提升污染成因分析水平及能力，分别在林逢镇、思林镇、祥周镇政府布设3个传输点位，用与监测镇上整体空气状况，协助政府部门有效区别本地污染源排放及外源污染传输贡献。3．3．6工业区及VOCs监控点。工业区监控点主要用于监测工业区内整体环境质量状况及废气排放水平。田东县现有石化工业园、东海工业园和思林工业园三个工业园区，园区内集聚了众多化工产品制造业、发电厂、橡胶加工、电子产品制造、制浆及造纸行业等，有大量废气排放，加之工业园区内监测点位稀少，且更未开展工业VOCs排放监测，导致当地环保部门无法掌握工业园整体环境空气质量状况。因此在上述工业区内分别布设3个工业区基础网格监控点及3个VOCs监控点，获取工业区内基本环境空气质量状况，识别重点企业行业VOCs排放及污染特征，为当地环保部门打开VOCs监管工作的新局面。

4结语

通过建设大气环境自动监测网络，实现区域环境精细化、高精准在线监测，深入了解田东县环境质量状况，为环境污染防控提供更为及时有效的决策支持。实现以下目的：（1）建立覆盖面广、自动化程度高的大气环境监测网络，实现田东县环境质量精准监测，全方位掌握县区内污染分布状况并进行评估；（2）基于精确的监测数据，筛查污染热点区域，高精准定位污染源位置，高效识别内部污染来源及外部污染传输来源；（3）通过对污染应急事件迅速做出响应，实现“靶向治理”，定期考核督办，提高管理效率；（4）全面提高大气环境质量管理水平，实现精细化管理。目前，田东县已投入约200万元用于大气环境自动监测网络建设，完成了23台监测设备安装，点位包括重点工业园区、重点工地扬尘及重要传输通道。该项目自6月起已正式运行，实现了田东县大气环境质量监测“一张网”，能够指导田东县识别重点大气污染问题来源，为实现田东县大气精细化管理、加快大气污染治理、打造右江河谷“田东蓝”提供坚实的数据支撑。

参考文献

［1］百色市环境保护委员会办公室．关于印发《百色市2020年度大气污染防治攻坚实施计划》的通知［Z］．2020－06－17．

［2］梁松筠．关于在丹东市新城区建设环境空气自动监测点位的阐述［J］．黑龙江环境通报，2014，38（1）：26－28．

［3］环境保护部办公厅．关于印发《大气PM2．5网格化监测点位布设技术指南（试行）》等四项技术指南的通知［Z］．2017－12－27．

［4］环境空气质量监测点位布设技术规范（试行）：HJ664—2013［S］．2013．

作者:梁国防 单位:田东县环境监测站